- Vad är ett elektriskt fält?
- Det elektriska fältets historia
- Enheter av elektriskt fält
- Formel för elektriskt fält
- Elektriskt fältintensitet
- Exempel på elektriska fält
Vi förklarar vad ett elektriskt fält är, historien om dess upptäckt, hur dess intensitet mäts och vad dess formel är.
Vad är ett elektriskt fält?
Ett elektriskt fält är ett fysiskt fält eller område av rymden som interagerar med elektriska laddningar eller kroppar laddade av en elektrisk kraft. Hans representation med hjälp av enmodell beskriver hur olika kroppar och system av elektrisk natur interagerar med den.
Uttryckt i fysiska termer är det ett vektorfält där en elektrisk laddning En given (q) utsätts för effekterna av en elektrisk kraft (F).
Dessa elektriska fält kan vara följden av närvaron av elektriska laddningar, eller av magnetiska fält variabler, vilket visades av de brittiska forskarna Michel Faradays och James C. Maxwells experiment.
Av den anledningen anses elektriska fält, i nutida fysiska perspektiv, tillsammans med magnetiska fält bilda elektromagnetiska fält.
Således är ett elektriskt fält det område i rymden som har modifierats av närvaron av en elektrisk laddning. Om denna laddning är positiv, genererar den elektriska fältlinjer som "stiger" i laddningen och sträcker sig utåt i radiell riktning. Om laddningen däremot är negativ "dör" fältlinjerna på laddningen. Om en laddning närmar sig området i rymden där ett elektriskt fält finns, kommer den att uppleva en elektrisk kraft med a adress och mening.
Det elektriska fältets historia
Begreppet elektriskt fält föreslogs för första gången av Michel Faraday, som härrör från behovet av att förklara verkan av elektriska krafter på avstånd. Detta fenomen var nyckeln i hans demonstration av elektromagnetisk induktion 1831, och verifierade därmed kopplingarna mellan magnetism Yelektricitet.
Ett senare bidrag till det elektriska fältet var det från James Maxwell, vars ekvationer beskrev flera aspekter av dessa fälts elektriska dynamik, särskilt i deras Dynamisk elektromagnetisk fältteori.
Enheter av elektriskt fält
Elektriska fält är inte direkt mätbara, med någon typ av enhet. Men det är möjligt att observera dess effekt på en last som ligger i dess närhet, det vill säga det är möjligt att mäta tvinga verkar på belastningen (intensitet). Newton/coulomb (N/C) används för detta.
Formel för elektriskt fält
Ekvationen som relaterar ett elektriskt fält E med kraften det utövar på en laddning q ges av följande ekvation:
F = qE
Där F är den elektriska kraft som verkar på den elektriska laddningen q som introduceras i fältet med en intensitet E. Observera att både F och E är vektorstorheter, utrustade med känsla och riktning.
Därifrån är det möjligt att avancera matematiskt genom att införliva Coulombs lag, och erhåller att E = F / q = 1 / 4πϵ0 = (qi / r2) .ȓi, där ȓi är enhetsvektorerna som markerar riktningen på linjen som förenar varje ladda qi med varje laddning q.
Elektriskt fältintensitet
Det elektriska fältets intensitet är en vektormängd som representerar den elektriska kraften F som verkar på en given laddning i en exakt mängd Newton/Coulomb (N/C).Denna magnitud kallas ofta helt enkelt "elektriskt fält", eftersom själva fältet inte kan mätas, utan dess effekt på en given laddning.
För att beräkna det används formeln F = q.E, med hänsyn till att om laddningen är positiv (q> 0), kommer den elektriska kraften att ha samma tecken som fältet och q kommer att röra sig i samma riktning; medan om laddningen är negativ (q <0), kommer allt att hända tvärtom.
Exempel på elektriska fält
Ett enkelt exempel på att beräkna intensiteten av ett elektriskt fält är:
Om vi introducerar en elektrisk laddning på 5 × 10-6 C i ett elektriskt fält som verkar med en kraft på 0,04 N, med vilken intensitet verkar detta fält?
Genom att tillämpa formeln E = F / q, har vi att E = 0,04 N / 5 × 10-6 C = 8 000 N / C.